«Лабораторія №1. Ядерна фізика в Україні» — так називається книга доктора фізико-математичних наук, професора Юрія Ранюка, присвячена 70-й річниці розщеплення в Харкові атомного ядра...
Які молоді вони були...
На генеалогічному дереві вітчизняної науки Український фізико-технічний інститут — такий собі екзотичний паросток, щеплений директором Ленінградської фізико-технічної лабораторії Абрамом Йоффе. Саме за його пропозицією в Харкові було створено такий інститут. Тут дивовижно поєдналися зухвалість молодих ленінградських фізиків і грунтовність зарубіжних учених, які склали основне ядро УФТІ в перші роки його існування.
Так, наприкінці 20-х років на фізматі Ленінградського університету склалася неформальна група молоді, яка називала себе «мушкетерами» або «джаз-бандом». Організатором веселої талановитої команди був полтавчанин Дмитро Іваненко, котрий вигадав своїм друзям, за козацьким, як він казав, звичаєм, різні прізвиська. Сам Дмитро був Дімусом, Лев Ландау, який приїхав із Баку, з легкої руки Іваненка став Дау, одесит Георгій Гамов отримав прізвисько Джоні, а уродженець Вінниччини Матвій Бронштейн став Абатиком. Всі вони так чи інакше зробили свій внесок у розвиток УФТІ — Іваненко і Ландау стали першими керівниками теоретичного відділу УФТІ, Гамов генерував ідеї і значився тут консультантом, а Бронштейн, який залишився викладати в Ленінграді, брав участь в інститутських теоретичних наукових конференціях.
Додам, хоча тільки один із чотирьох «мушкетерів» — Лев Ландау — став згодом Нобелівським лауреатом, усі вони стали фізиками першої величини. Лише один із них — Георгій Гамов — не був репресований, та й то тому, що 1933 року став «неповерненцем». (Вже в США він розробив теорію «гарячого Всесвіту», передбачив існування реліктового випромінювання, зробив перший розрахунок генетичного коду й одержав премію ЮНЕСКО за популяризацію науки.) Лише один із них — Дмитро Іваненко, котрий здобув 1950 року Сталінську премію за свої роботи в галузі теорії ядра, — дожив до розпаду СРСР. Найтрагічніша доля спіткала Абатика — на рідкість обдарованого юнака, котрий у 19 років публікував статті з квантовій теорії в німецьких наукових журналах, заарештували і розстріляли, коли йому було трохи більше тридцяти років.
Однак це було потім. А до моменту організації УФТІ, ще у відсутність «залізної завіси», молоді фізики встигли попрацювати в закордонних наукових центрах — у Геттінгені, Копенгагені, Кембриджі. Працювали за кордоном й інші ленінградці, майбутні працівники УФТІ — Лев Шубніков, Георгій Латишев, Олександр Лейпунський, Ольга Трапезникова, Кирило Синельников. Вони вільно розмовляли іноземними мовами, жили з відчуттям внутрішньої свободи і самоцінності таланту. Якими молодими вони були! Коли найстаршого з них Івана Обреїмова призначили директором УФТІ, йому було усього... 35 років! Перший десант із Північної Пальмири склав трохи більше двадцяти чоловік. Наприкінці травня 1930 року на Московському вокзалі Ленінграда грав оркестр, полум’яніли прапори, звучали промови — тут урочисто проводжали відчайдушних сміливців, які їхали до Харкова піднімати наукову цілину.
Нагадаємо, що в ці роки, на відміну від розвинених країн світу, у СРСР не було не те що інституту — навіть лабораторії, де цілеспрямовано займалися б ядерно-фізичними дослідженнями. Власне, спочатку не збиралися займатися цією темою й в УФТІ. Лише через рік у планах так званої високовольтної бригади (тоді існувала бригадна форма організації праці. Ландау, наприклад, очолював в інституті теоретичну бригаду), що займалася дослідженнями передачі енергії на відстані, ізоляційних матеріалів й іншого, з’явилися рядки про створення установки для розщеплення чи, як тоді казали, руйнації атомного ядра. На той час західні вчені вже впритул зайнялися цією проблемою.
Молоді амбітні науковці гарячково взялися за підготовку незвичного експерименту. Вони сподівалися випередити всіх, але в розпал робіт у травні 1932 року прийшла звістка, що англійцям Джону Кокрофту й Ернесту Уолтону вдалося здійснити реакцію розщеплення ядра літію штучно прискореними протонами. (До речі, в основі цього експерименту була робота Георгія Гамова, що зробила його знаменитим ще 1928 року — «квантова теорія альфа-розпаду».) Харків’яни повторили цей експеримент другими у світі і стали першими в СРСР. У цей час в УФТІ був Петро Капіца, котрий на власні очі побачив, як при підвищенні напруги в полі зору мікроскопа починали беззвучно з’являтися таємничі іскри. Атомне ядро, яке вважалося неподільним, вдалося зруйнувати. Це було величезним досягненням світової науки.
Однак навіть фахівці дізналися про успішний експеримент у Харкові не з наукової статті чи доповіді на конференції, як зазвичай, а з публікації в газеті «Правда». Факт для історії науки безпрецедентний. Тут 22 жовтня 1932 року було опубліковано телеграму з УФТІ з відповідним текстом на ім’я Сталіна, Молотова, Орджонікідзе з підзаголовком «Найбільше досягнення радянських учених». Причому, підписано її було директором, секретарем парткому і секретарем місцевкому УФТІ. Перша наукова публікація за підписами безпосередніх «авторів» розщеплення, членів високовольтної бригади — Кирила Синельникова, Олександра Лейпунського, Антона Вальтера і Георгія Латишева — з’явилася пізніше, у журналі «Совфиз».
Зрозуміло, що після «Правди» інші газети теж не скупилися на заголовки: «Снайпери атомного ядра», «Нова епоха у фізиці», «Світова перемога радянської науки», «Стрибок у майбутнє». Їхній загальний захоплений тон — радянські вчені йдуть нога в ногу зі світовою наукою, почалася нова епоха абсолютно необмежених перспектив у фізиці. Актовий зал Промакадемії не міг умістити всіх бажаючих потрапити на лекцію про розщеплення ядра, яку читав Антон Вальтер, — люди, звичайні харків’яни, стояли навіть у коридорах і вестибулі! Реакція ж фізиків була стриманішою.
Лев Ландау, приміром, заявив: «Слід визнати, що у нас нерідко доводиться чути щодо тієї чи іншої роботи, навіть посередньої, що вона випереджає західноєвропейську науку і так далі. Нагадаю тут відомий приклад із телеграмою..., адресованою товаришам Сталіну та Молотову з приводу досягнень у розщепленні атомного ядра. Повторення досвіду Кокрофта й Уолтона, яке надалі не призвело до якихось особливих результатів, було в цій телеграмі видано за якесь величезне досягнення науки, ледь не випередження роботи Кавендиської лабораторії на чолі з Резерфордом». А на інститутському вечорі самодіяльності Лев Давидович зі сцени із найсерйознішим виглядом повідомляв глядачам про успіхи своїх студентів і пропонував надіслати телеграму товаришу Сталіну такого змісту: «Продиференціювали синус, отримали косинус, роботи тривають».
Можна погодитися, що той конкретний експеримент із розщепленням атомного ядра в Харкові не мав особливого наукового значення. Однак він, безумовно, тягнув за собою найважливіші наслідки для організації радянської ядерної науки та втілення радянського атомного проекту. Та й у цілому для історії країни. Що стосується Харкова, то завдяки цій події ядерна фізика в УФТІ посіла чільні позиції. Наркомат важкої промисловості, у віданні якого тоді був інститут, виділив кошти на будівництво нового високовольтного лабораторного корпусу та спорудження експериментального електростатичного генератора, який кілька років був єдиною установкою в Союзі, придатною для отримання так званих «ядерних констант», необхідних для розробки атомної бомби. А директором УФТІ 1933 року був призначений один із героїв події — Олександр Лейпунський.
Легендарний корпус довоєнного УФТІ, де було проведено експеримент із розщеплення, зберігся й нині. Фактично цей будинок із меморіальною дошкою є музеєм фізики, а нинішній комплекс споруд ННЦ «Харківський фізико-технічний інститут» розташований у селищі П’ятихатки, на околиці Харкова.
Троцькістсько-бухарінські шпигуни
Здавалося, наука Харкова була на підйомі. Як згадує майбутній винахідник атомної бомби Володимир Шпінель, «...молодий теоретик Євген Ліфшиц у перший день мого приїзду до Харкова сказав: «Досі був Кембриджський період у розвитку фізики, а тепер настає Харківський».
На жаль, з різних причин цього не сталося. Дослідження атомного ядра зі штучно прискореними частками були перенесені в Ленінград, де організували лабораторію на чолі з Ігорем Курчатовим. Спеціалістам УФТІ вперше доручили секретні технічні розробки військового характеру — генератори коротких хвиль для радіолокаторів, кисневі прилади для висотних польотів, авіаційний двигун, що працює на рідкому водні і так далі. До того ж 1934 року замість вибулого в тривале закордонне відрядження Олександра Лейпунського директором УФТІ призначили такого собі Семена Давидовича, який не мав ніяких наукових ступенів і не опублікував жодної наукової праці. З його приходом в УФТІ, який на той час усе ще залишався острівцем свободи в морі більшовицької деспотії, прийшли інші часи.
Для забезпечення цілковитої таємності робіт інституту було наказано переглянути весь особовий склад і запровадити ряд обмежень. Інакше кажучи, провести «чистку» і ввести режим. Вільнолюбні фізики УФТІ спочатку пробували жартувати з цього приводу. Ольга Трапезникова, наприклад, чіпляла видану їй перепустку до нашийника собачки, із яким ходила на роботу. Ландау і Хоутермас прикріплювали пропуску до своїх спин, а то й нижче. Але дуже швидко стало не до жартів. Сталінські репресії дійшли і до УФТІ. Спочатку НКВС заарештувало одного з працівників Ландау, правда, після протестів, молоду людину на прізвище Корець випустили, але це був лише тимчасовий успіх. Відтепер і надовго девізом дня стала «революційна пильність».
Хоч як сумно про це говорити, у своїх цілях НКВС і партійне керівництво Харкова уміло розпалювало і використовувало різні конфлікти всередині інституту: між дослідниками, які займалися ядерною фізикою та фізикою низьких температур, теорією й експериментом, експериментальною та прикладною фізикою. І вічну, як світ, боротьбу нездар із талантами.
1937 року НКВС арештувало фізика, начальника будівництва Дослідницької станції глибокого охолодження УФТІ Олександра Вайсберга та його друга, хіміка Конрада Вайсельберга — обидва прибули до Харкова з Відня, рятуючись від фашизму. На захист Вайсберга виступили відомі європейські вчені, у тому числі Альберт Ейнштейн і подружжя Ірен і Фрідерік Жоліо-Кюрі. Завдяки цій турботі Вайсберга 1940 року прямо з в’язниці передали в руки... гестапо. Конрад Вайсельберг був розстріляний. Потім заарештували й розстріляли Л.Шубнікова, Л.Розенкевича, В.Горського, В.Фоміна. Знову арештували відпущеного було Корця. Депортовано до Німеччини Ф.Хоутермаса. Заарештовано, щоправда, через якийсь час випущено І.Обреїмова, О.Лейпунського, Л.Ландау. Усього розстріляли вісім чоловік, стільки ж засудили на різні терміни.
Споруджений 1928 року відомчий будинок неподалік УФТІ, де жив весь цвіт української фізики, будинок, де гостювали у своїх колег майбутні Нобелівські лауреати Нільс Бор, Джон Кокрофт, Петро Капіца, Микола Семенов, Вернер Гейзенберг, Поль Дірак, Ігор Тамм, Ірен і Фрідерік Жоліо-Кюрі, спорожнів. Щасливий період УФТІ закінчився. А у вересні 1937 року в Москві відбулася II Всесоюзна конференція з фізики ядра, учасники якої звернулися зі словами палкого вітання до товариша Сталіна і товариша Молотова. У тексті, зокрема, є й такі рядки:
«Успішний розвиток радянської фізики відбувається при загальному спаді науки в капіталістичних країнах, де наука фальсифікується і ставиться на службу посиленню експлуатації людини людиною, грабіжницьким війнам і так званому «науковому» обгрунтуванню ідеалізму та попівщини. Підлі агенти фашизму, троцькістсько-бухарінські шпигуни і диверсанти... не зупиняються перед будь-якою мерзотністю, щоб підірвати могутність нашої країни... Вороги народу проникнули й у середовище фізиків, виконуючи шпигунські та шкідницькі завдання в науково-дослідних інститутах... Разом із усіма трудящими нашої Соціалістичної батьківщини радянські фізики ще тісніше об’єднаються біля партії й уряду, біля нашого рідного та великого вождя товариша Сталіна...»
Історія одного винаходу
Напевно, неможливо сказати, хто саме винайшов атомну бомбу. Після відкриття реакції розподілу ядра урану з наступним випромінюванням декількох вторинних нейтронів, фізикам у багатьох лабораторіях світу стало ясно, що в урані можлива ланцюгова реакція з виділенням величезної кількості енергії. Але факт залишається фактом — у СРСР 1940 року харківські вчені, працівники УФТІ, офіційно подали заявки на винахід цієї бомби й отримали авторські свідоцтва. Отже, формально вони і є винахідниками.
Дуже довго їхні імена були заховані в спецсховищах, але зараз вони стали відомі. Це керівник лабораторії ударних напруг Українського фізико-технічного інституту 37-річний Фрідріх Ланге і наукові працівники цього ж інституту 28-річний Володимир Шпінель і 26-річний Віктор Маслов.
Влітку 1940 року В.Маслов у своїй статті стверджував, що використання внутрішньоядерної енергії «...значною мірою стає технічною проблемою». Вірніше, із його точки зору, проблем було кілька, а головні з них дві: як напрацювати необхідну кількість ізотопу урану-235, із якого можна зробити бомбу, і як зібрати критичну масу цього ізотопу. Було ще фінансове питання — як отримати гроші на дорогі дослідження? (До речі, про плутонієву бомбу першим у світі заговорив теж працівник УФТІ Фріц Хоутерманс, щоправда, вже після депортації з Союзу, а перший проект зі створення водневої бомби був запропонований 1950 року сержантом Радянської Армії Олегом Лаврентьєвим, котрий досі працює в ХФТІ.)
Харків’яни почали писати листи у високі інстанції з надією «вибити гроші». Але жоден лист не досяг мети, оскільки передусім фінансувалися роботи, захищені авторськими свідоцтвами. І фізики без особливого бажання 1940 року пишуть заявки на винаходи. В.Маслов і В.Шпінель — «Про використання урану як вибухової й отруйної речовини». Ф.Ланге, В.Маслов, В.Шпінель — «Спосіб приготування уранової суміші, збагаченої ураном із масовим числом 235. Багатомірна центрифуга». Ф.Ланге, В.Маслов — «Термоциркуляційна центрифуга».
Таким чином у відділ винахідництва Народного комісаріату оборони прийшли заявки працівників ХФТІ на конструкцію атомної бомби та методи напрацювання урану-235. Потрібно зауважити, що в пропозиціях харків’ян були свої вади, однак вони першими запропонували використовувати звичайну вибухівку як запал для створення критичної маси та ініціювання ланцюгової реакції. Надалі всі ядерні бомби підривалися саме таким чином. А запропонований ними відцентровий спосіб поділу ізотопів і зараз є основою промислового поділу ізотопів урану.
Однак їхня пропозиція пішла гуляти по інстанціях — із відділу винахідництва в Управління військово-хімічного захисту НКО, у Науково-дослідний хімічний інститут Робітничо-селянської Червоної Армії, потім знову в управління, а потім у Радієвий інститут Академії наук СРСР. Його директор академік В.Хлопін і зробив висновок, який став вирішальним: «...вона (заявка) не має під собою реальної основи. Крім цього, у ній і по суті багато фантастичного... Навіть якби і вдалося реалізувати ланцюгову реакцію, то виділену енергію краще використовувати для приведення в дію двигунів, наприклад, літаків». Харків’яни не могли примиритися з негативними відгуками: Маслов у лютому 1941 року звернувся з особистим листом до тодішнього наркома оборони СРСР, героя і маршала Радянського Союзу С.Тимошенка — теж безрезультатно.
А потім почалася Велика Вітчизняна війна. Віктор Маслов, попри броню, пішов на фронт добровольцем і загинув. Володимир Шпінель евакуювався з інститутом в Алма-Ату, де, як і Фрідріх Ланге, зайнявся іншими роботами. Про заявки 40-го року згадали лише після бомбардувань Хіросіми та Нагасакі. 1946 року Відділ винахідництва Червоної Армії зареєстрував не підлягаюче опублікуванню авторське свідоцтво під назвою «Атомна бомба або інші боєприпаси» під №6358с, а також дві інші пропозиції харків’ян.
— Якби ваші пропозиції відразу, в 1939—40 роках були належно оцінені на урядовому рівні і вам дали б підтримку, коли б СРСР міг мати атомну зброю? — запитали журналісти 1990 року єдиного ще живого винахідника бомби Володимира Шпінеля.
— Гадаю, за таких можливостей, які пізніше мав Ігор Курчатов, ми отримали б її 1945 року, — відповів В.Шпінель.
Проте історія, як відомо, не визнає умовного способу.
Лабораторія №1
1943 року в СРСР у рамках реалізації радянського атомного проекту було вирішено створити ланцюжок із декількох секретних організацій, названих Лабораторіями. Лабораторію №2 очолив Ігор Курчатов. Лабораторію №4 у Москві — Фрідріх Ланге, який отримав радянське громадянство. Лабораторію №1 створили 1946 року на базі довоєнного УФТІ на чолі з Кирилом Синельниковим.
Першочерговим завданням Лабораторії №1 було вимірювання так званих ядерних констант, вивчення взаємодії нейтронів з атомним ядром урану, плутонію і торію, а також інших характеристик ядерних реакцій, необхідних для розрахунків критичних мас й інших характеристик реакторів і бомб. Замовлення на виміри ядерних констант приходили з багатьох інститутів, і Лабораторія працювала з великою напругою. Природно, отримані дані вважалися секретними і не публікувалися.
А 1947 року в Радіаційній лабораторії в Берклі (США) розробили і спорудили перший у світі лінійний пришвидшувач заряджених часток. Ця ідея була миттєво використана в СРСР при формуванні радянських оборонних програм. Майбутній Нобелівський лауреат Микола Семенов запропонував опромінювати із землі потужним пучком прискорених часток — протонів або дейтронів — літаки та ракети, що несуть атомний заряд.
«Серцем» ЗУ (зенітної установки) мав бути потужний пришвидшувач протонів, розробку якого доручили харківським фізикам на чолі з Кирилом Синельниковим. Програма ЗУ стала головною в інституті, вона добре фінансувалася, до неї було прикуто увагу керівництва. Інститутські теоретики швидко розібралися в сутності проблеми, провели необхідні розрахунки і видали їх проектувальникам. Вже 1949 року в Лабораторії №1 був готовий ескізний проект зенітного пришвидшувача, а 1951-го — запущено модуль установки у вигляді протонного пришвидшувача на енергію 20 Ме. Щоправда, як виявилося, протонний пучок не міг подолати прошарок повітря, він просто не був здатний досягти літаків або ракет і тим більше завдати їм шкоди. Ідея могла б спрацювати хіба що у разі базування пришвидшувача в космосі, у безповітряному просторі. Програму згорнули.
А створений у Харкові пришвидшувач протягом ще багатьох років використовувався для досліджень в галузі елементарних частинок і ядерної фізики. Після «двадцятки» в інституті спорудили інші пришвидшувачі різної потужності. Слід зауважити, що у 1940—50-х роках СРСР не шкодував коштів на досягнення і збереження пріоритету в ядерно-фізичних дослідженнях. Відповідні структури уважно стежили за розвитком американської науки, й усе, що робилося за океаном, споруджувалося й у Союзі, у тому числі в Харкові. Забігаючи вперед, нагадаю, що апофеозом цієї діяльності був запуск 1965 року в селищі П’ятихатки під Харковом лінійного електронного пришвидшувача на рекордну в той час у світі енергію — 2 ГеВ. Його спорудженням керував Антон Вальтер.
Лабораторія №1 офіційно перестала існувати наприкінці 50-х років. З ініціативи Кирила Синельникова в інституті відкрили два нові напрями: матеріали для реакторобудування і фізика плазми та керованого термоядерного синтезу. Вони витиснули ядерну фізику на задній план, і ініціатива перейшла до Об’єднаного інституту ядерних досліджень у Дубні й Інституту фізики високих енергій у Серпухові.
Пам’ятник, якого не було
1971 року в Харкові на честь першого в СРСР розщеплення атомного ядра, відповідно до постанови ЦК Компартії України та Ради Міністрів УРСР, було вирішено спорудити масштабний монумент Науки.
У конкурсі переміг проект, авторами якого був відомий скульптор Борис Довгань, архітектор Г.Хорхот й інженер І.Шпара. Три пілони з обличкованого бетону більш як 30 метрів тримали величезну позолочену кулю з металу, що символізував ядро атома. Унизу розташовувалася гранітна скульптурна група чотирьох харківських фізиків, які розщепили атом. Їхні постаті сягали чотириметрової висоти. Проект схвалили й узгодили з усіма інстанціями, було уже визначено, хто готуватиме проектно-кошторисну документацію, визначено орієнтовну вартість самого монумента (300 тисяч карбованців) і розмір авторського гонорару за перехідну модель скульптурної композиції. Авторам запропонували почати реалізацію проекту і для уточнення розмірів пам’ятника установити фанерний силует на місці його імовірного спорудження в центрі міста, на стрілці рік Лопань і Харків.
Однак наступили інші часи — зміни генсеків, перебудова... Справа все затягувалася і затягувалася, поки 1986 року сталася чорнобильська аварія. Після цього про грандіозний монумент Науки ніхто й не згадував. Та все ж харків’яни відновили історичну справедливість — на честь 70-річчя розщеплення ядра перед входом у головний будинок Національного наукового центру «ХФТІ» у П’ятихатках було відкрито пам’ятний знак.
Книга Юрія Ранюка теж є своєрідним пам’ятником ядерній фізиці.
Підтримати
Стежити у Телеграмі
Увійти за допомогою Facebook
Увійти за допомогою Twitter
Увійти за допомогою Google